(編織碳纖維)

看不起眼的碳纖維,在新材料界是一匹「黑馬」。

一僅有頭髮絲1/10粗絲的高性能碳纖維,拉伸強度可以達到鋼的7~9倍,而比重僅有鋼的1/4,在幾千度高溫下,別的纖維已化為灰燼,它卻毫無變化。

(碳纖維與頭髮對比圖)

碳纖維這一概念起源最早要追溯到19世紀。

英國人斯旺最早用碳絲製造電燈泡的燈絲,後來愛迪生做出了實用的白熾燈碳燈絲,不過由於1910年庫裏奇發明瞭拉制鎢絲的方法,燈絲全面改用鎢絲,早期的碳纖維研究被打入冷宮。

(Swans and Maxims bulbs)

碳纖維再次登上歷史的舞臺!

20世紀50年代以後,為瞭解決導彈噴管和彈頭耐高溫和耐腐蝕等問題,美國研製出粘膠基碳纖維。雖然它已發展頗久,在民用領域的技術卻還不成熟。真正高強度的碳纖維製造成本居高不下,導致推廣起來也極其不易。

如今碳纖維的製造成本逐步降低,正努力進軍商業領域。現在的F1(世界一級方程錦標賽)賽車,車身大部分結構都用碳纖維材料。頂級跑車的一大賣點也是使用碳纖維來提高氣動性和結構強度。

黑科技的應用

因為碳纖維極度高強度質量輕,又易於成型的特性,許多應用看起來都頗為令人讚歎。

以下這款德國奧迪公司生產的,全碳纖維單車,重量僅僅有12磅,也就是5公斤多一點,雖然售價也是錢包疼的18500美元。

Audi Sport Racing Bike

香港設計師Micheal Young設計的中空碳纖維椅子,僅僅有一瓶可樂的重量。

黑暗系的椅子設計,屬於高強度的任性。

蜘蛛機器人拉碳纖維織出吊牀

製作

碳纖維產品的加工原料一般是纖維束,或是已經編製好的纖維布料。

傳統工藝中,工廠或設計師製作模具,再通過模具把布料或碳線固定其中,浸入樹脂,加熱或靜置成型。

這個C-Bench為了保證碳纖維束緊貼模具成型,用了木工場常見的真空桌子,把一層塑料布覆蓋在模具上,抽走空氣,緊緊壓住纏好碳纖維束的模具。

Lexus的碳纖維編製技術轉換了碳纖維產品的生產思路,直接將纖維束紡織成3D的形態,再進行樹脂固化,表面處理。

這樣的做法大大提高了生產效率與零件精確程序,今後,只好期待更多的金屬零件被碳纖維代替,輕質節能又固碳環保啦!

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